Алюминий гранулированный: технические характеристики и применение
Гранулированный алюминий представляет собой сыпучий материал сферической или близкой к ней формы, получаемый методом распыления расплава алюминия в инертной среде или на водяное охлаждение. В отличие от порошковых фракций, гранулы обладают повышенной насыпной плотностью и минимальной удельной поверхностью, что снижает окисляемость и упрощает дозирование при загрузке в плавильные агрегаты. Материал поставляется в соответствии с ГОСТ 29598 и ТУ производителей, с контролем химического состава по ГОСТ 110692017.
Фракционный состав и физико-механические параметры
Стандартный диапазон фракций гранулированного алюминия составляет от 0,2 до 5,0 мм. Распределение частиц по размерам контролируется ситовым анализом; допускается содержание частиц вне основного класса не более 5 % по массе. Насыпная плотность варьируется от 1,2 до 1,5 т/м в зависимости от фракции и формы гранул. Угол естественного откоса от 30 до 35, что обеспечивает стабильную подачу материала через дозаторы и шнековые питатели.
Химический состав регламентируется марками АД0, АД1, А5, А7, А85. Содержание алюминия от 99,0 до 99,85 % в зависимости от марки. Примеси ограничены: железо до 0,3 %, кремний до 0,25 %, медь до 0,05 %, цинк до 0,07 %. Для специальных применений поставляются гранулы с легирующими добавками медью, кремнием или магнием, что расширяет область использования материала в производстве лигатур.
Технологические свойства
Температура плавления гранулированного алюминия составляет от 660 до 665 C. Благодаря малому размеру частиц и высокой теплопроводности металла (от 200 до 235 Вт/(мК)) достигается быстрое расплавление при загрузке в ванну. Это сокращает время плавки и снижает угар металла до 12 % против 35 % при использовании чушкового алюминия. Гранулы не склонны к комкованию при хранении в сухих складских помещениях с относительной влажностью не более 60 %.
Поверхностная оксидная пленка на гранулах имеет толщину от 0,05 до 0,15 мкм, что обеспечивает удовлетворительную смачиваемость расплавом и минимальное включение оксидов в отливку. Для ответственных применений доступна вакуумная дегазация или обработка флюсами перед введением в расплав.
Применение в промышленности
Гранулированный алюминий востребован в следующих технологических процессах:
- производство сталеалюминиевых лигатур и модификаторов в черной металлургии раскисление стали, легирование алюминием;
- алюминотермическое восстановление металлов получение ферросплавов, хрома, ванадия;
- порошковая металлургия изготовление спеченных изделий и композиционных материалов;
- химическая промышленность катализаторы, пигменты, алюминиевые соли;
- пиротехнические составы и твердое ракетное топливо высокочистые марки А85;
- аддитивные технологии селективное лазерное сплавление при фракции от 0,02 до 0,06 мм.
В литейных цехах гранулы применяются для корректировки химического состава алюминиевых сплавов в ковше или печи. Дозирование осуществляется весовыми дозаторами с точностью до 0,5 %. Материал пригоден для пневмотранспорта на расстояние до 50 м без разрушения гранул при скорости потока до 20 м/с.
Упаковка и условия хранения
Гранулированный алюминий фасуется в полипропиленовые мешки по 25 или 50 кг, мягкие контейнеры МКР по 5001000 кг, а также в специализированные барабаны с герметичной крышкой для длительного хранения. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта. Срок хранения без изменения свойств до 12 месяцев при соблюдении условий складирования.
| Марка | Содержание Al, % | Фракция, мм | Насыпная плотность, т/м | Применение |
|---|---|---|---|---|
| АД0 | 99,0 | от 0,5 до 2,0 | 1,35 | раскисление стали |
| А5 | 99,5 | от 1,0 до 3,0 | 1,40 | лигатуры, модификаторы |
| А7 | 99,7 | от 0,2 до 1,0 | 1,25 | химическая промышленность |
| А85 | 99,85 | от 0,02 до 0,06 | 1,10 | аддитивные технологии |
Контроль качества и сертификация
Каждая партия гранулированного алюминия сопровождается паспортом качества с указанием химического состава, гранулометрического распределения и результатов входного контроля. Испытания проводятся методами атомно-эмиссионной спектрометрии и ситового анализа. Для марок, используемых в пищевой промышленности и фармацевтике, дополнительно контролируется содержание тяжелых металлов свинца, кадмия, мышьяка на уровне не более 0,01 %.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем гранулированный алюминий отличается от порошка?
Гранулы имеют размер от 0,2 до 5,0 мм и сферическую форму, тогда как порошок частицы менее 0,2 мм неправильной формы. Гранулы обладают в 23 раза большей насыпной плотностью, меньшей склонностью к пылению и окислению, что упрощает транспортировку и дозирование.
Какая фракция оптимальна для раскисления стали?
Для раскисления стали в ковше применяются гранулы фракции от 0,5 до 2,0 мм. Такая крупность обеспечивает быстрое растворение в расплаве без выноса частиц потоком аргона и минимальный угар алюминия.
Допустимо ли хранение гранул на открытых площадках?
Не рекомендуется. Длительный контакт с атмосферной влагой приводит к образованию гидроксида алюминия на поверхности гранул, что увеличивает содержание оксидных включений в расплаве. Хранение только в крытых складах при влажности не более 60 %.
Какой угар алюминия при использовании гранул?
При введении гранул в сталеплавильный агрегат угар составляет от 1 до 2 % против 35 % для чушкового металла. Это достигается за счет быстрого плавления мелких частиц и меньшего времени контакта с окислительной атмосферой.
